不銹鋼換熱器管在工業(yè)應(yīng)用中易受到振動(dòng)疲勞影響，這會(huì)導(dǎo)致材料性能下降甚至失效。那要怎么預(yù)防？

先說(shuō)說(shuō)振動(dòng)疲勞的原因：外部振動(dòng)源?和?流體流動(dòng)激振。

外部振動(dòng)源包括往復(fù)機(jī)械脈動(dòng)引起的振動(dòng)，以及支撐件或連接管傳遞的振動(dòng)。流體流動(dòng)激振則更為復(fù)雜，通常管側(cè)流動(dòng)引起的振動(dòng)幅度較小，危害也較小，而殼側(cè)介質(zhì)在正常流速下會(huì)產(chǎn)生較大的振動(dòng)，對(duì)換熱器造成嚴(yán)重危害。具體表現(xiàn)為傳熱管件支承跨度中間位置處的管間相互碰撞，緊靠折流板缺口處的磨損，以及折流板管孔邊緣對(duì)傳熱管的鋸切碰撞，這些都會(huì)導(dǎo)致管子原有細(xì)小裂紋或缺陷因振動(dòng)逐漸擴(kuò)展，最終造成破壞。

預(yù)防振動(dòng)疲勞最有效的方法是從結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)入手。?

增大折流板間隔?可以減少流體對(duì)管束的沖擊頻率，從而降低振動(dòng)幅度。?增大折流板上的孔徑與管子外徑間隙?能夠?yàn)楣茏犹峁└蟮幕顒?dòng)空間，減少與折流板的直接接觸和摩擦。在流體入口處?設(shè)置緩沖措施防止脈沖?，如安裝導(dǎo)流板或消能裝置，可以有效降低流體激振的強(qiáng)度。此外，?優(yōu)化傳熱管件支承跨度?設(shè)計(jì)，避免過(guò)大的無(wú)支撐管段長(zhǎng)度，也是防止管間相互碰撞的關(guān)鍵。

材料選擇方面，采用雙相不銹鋼?如S22053材料，其化學(xué)成分中鉻含量21.0-23.0%、鎳含量4.5-6.5%、鉬含量2.5-3.5%，并添加0.08-0.20%的氮元素，這種組合使其具有優(yōu)異的抗振動(dòng)疲勞性能，室溫下抗拉強(qiáng)度≥620MPa，屈服強(qiáng)度≥450MPa，斷后伸長(zhǎng)率≥25%。工藝上，?減小管壁厚度和折流板厚度?可以降低結(jié)構(gòu)剛度，使系統(tǒng)固有頻率遠(yuǎn)離激振頻率，從而避免共振發(fā)生。同時(shí)，嚴(yán)格控制管子的直線度（每米不超過(guò)1.5mm）和圓度（不超過(guò)外徑允許偏差的80-90%），確保安裝質(zhì)量。

實(shí)際運(yùn)行中，控制殼側(cè)介質(zhì)流速?在安全范圍內(nèi)是預(yù)防振動(dòng)疲勞的基本措施。對(duì)于操作壓力高于0.8MPa的場(chǎng)合，應(yīng)特別注意振動(dòng)問(wèn)題，因?yàn)楦邏簳?huì)加劇振動(dòng)效應(yīng)。定期檢查管子與折流板的接觸部位，發(fā)現(xiàn)明顯磨口或磨損跡象應(yīng)及時(shí)處理。采用?高頻振動(dòng)疲勞試驗(yàn)法?（約1000Hz）對(duì)換熱管進(jìn)行性能測(cè)試，確保其在高頻振動(dòng)環(huán)境下的可靠性。同時(shí)，按照?ISO10846標(biāo)準(zhǔn)?進(jìn)行頻率響應(yīng)測(cè)試（1-200Hz）和阻尼比測(cè)定（ζ≥0.01），識(shí)別共振點(diǎn)并控制振幅≤0.1mm。

遵循相關(guān)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)是預(yù)防振動(dòng)疲勞的重要保障。制造和檢驗(yàn)應(yīng)參照?GB/T 24593?《鍋爐和熱交換器用不銹鋼無(wú)縫鋼管》和?ASTM A789/A789M?標(biāo)準(zhǔn)，確保材料質(zhì)量。檢測(cè)方面，除常規(guī)的拉伸試驗(yàn)和液壓試驗(yàn)外，還應(yīng)特別關(guān)注?振動(dòng)疲勞檢測(cè)?，包括共振點(diǎn)識(shí)別和阻尼比測(cè)定。對(duì)于特殊應(yīng)用場(chǎng)合，可采用?高頻振動(dòng)試驗(yàn)?，利用約1000Hz的交變慣性力模擬實(shí)際工況，評(píng)估材料的疲勞性能。這些檢測(cè)手段能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)潛在問(wèn)題，避免振動(dòng)疲勞導(dǎo)致的設(shè)備失效。